[发明专利]半导体器件及其检测方法

说明书

本发明涉及一种半导体器件及其检测方法，其中，该半导体器件包括用于电容检测的半导体器件以及双模式半导体器件，该用于电容检测的半导体器件通过相同的第一离子敏感膜和第二离子敏感膜杜绝离子活度的影响，从而实现对待测物的电容的检测，该双模式半导体器件基于该用于电容检测的半导体器件，通过施加参比电极来实现该双模式半导体器件，可以实现对待测物的电容和离子活度的检测；其中在一种较好的实施方式中，还引入了梳齿电容，以使得该双模式半导体器件的工作更加准确。采用该种结构的半导体器件及其检测方法，实现了对待测物的电容和离子活度的同时检测，提高了对测量的准确性，有利于后续对待测物的研究，器件结构简单，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及半导体领域，尤其涉及半导体器件，具体是指一种半导体器件及其检测方法。

背景技术

待测物的性质对其中发生的物理化学过程有直接影响，特别是，例如在生物领域中，电解质的离子活度及介电特性直接影响其中的生物过程，又例如在石油、润滑油等领域，其的裂化度对使用该石油、润滑油的机械、装置等的性能和耐久性及节能性有巨大的影响。因此需要一种简单且准确的装置和方法实现对液体性质的检测。现有技术中通常使用半导体器件对待测物进行检测，具体如下：

首先，请参阅图1所示，为现有技术中的用于离子活度检测半导体器件的结构示意图。其中包括半导体衬底B，以及位于所述的衬底上通过掺杂形成的源极S和漏极D，所述的衬底B上设置有栅极绝缘层5，所述的栅极绝缘层5上设置有栅电极4，所述的栅电极4上设置有离子敏感膜3，所述的离子敏感膜3与待测物2相接触，在所述的待测物2中插设有参比电极1，基于上述的结构，实现对待测物2中的离子活度的检测其等效电路图如图2所示，其中参比电极1与待测物2的接触界面的电势差为ψ_ME，待测物2与离子敏感膜3的接触界面形成的双电荷层的电势为V_EDL，其中所述的离子敏感膜3与电解质及半导体部分一起等效为第一电容6，所述的双电荷层等效为第四电容10。

上述的现有技术虽然在各个领域已经取得了较好的效果，但是仍然存在以下问题：

(1)现有技术的半导体器件仅仅检测待测物的离子活度，反映的信息太少，不能准确描述待测物质性质，不便于后续深入研究；

(2)尽管现有技术的半导体器件也有对待测物电容的测定，但测试手段较为复杂，准确性和重复性还需要优化，且成本高，应用范围受限。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够简化对待测物介电常数的检测、同时实现对待测物介电常数和待测物离子活度的检测的半导体器件及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明的半导体器件及其检测方法具有如下构成：

本发明的一种用于电容检测的半导体器件，所述的半导体器件包括衬底、设置于衬底上的源极、漏极，其主要特点是，所述的半导体器件还包括电容检测部，所述的电容检测部至少包括第一离子敏感膜及与所述的第一离子敏感膜相同的第二离子敏感膜，所述的第一离子敏感膜与所述的第二离子敏感膜之间设置有待测物，所述的第一离子敏感膜与所述的衬底相连接，所述的第二离子敏感膜与栅电源相连接，所述的电容检测部用以基于待测物在所述的电容检测部的填充，使得电容检测部两端的电容大小改变，从而所述的半导体器件的阈值电压改变。

进一步地，所述的衬底与所述的第一离子敏感膜之间设置有栅极绝缘层，所述的栅极绝缘层与所述的第一离子敏感膜之间设置有栅电极。

更进一步地，所述的栅电极为一金属层；或者所述的栅电极为设置于一绝缘层中的数层互联的金属层，且所述的数层互联的金属层介于所述的栅极绝缘层以及所述的第一离子敏感膜之间。